Vol. 12 No. 2, pISSN: 2303-0577 eISSN: 2830-7062              http://dx.doi.org/10.23960/jitet.v12i2.4063

## PROTOTYPE SISTEM PEMBERIAN NUTRISI OTOMATIS PADA  TANAMAN  HIDROPONIK  SELADA  DENGAN WICK SYSTEM BERBASIS INTERNET OF THING (IoT)
Rendra Abdillah Panjaitan 1* , Imam Suharjo 2 1,2 Program Studi Sistem Informasi, Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Mercu Buana Yogyakarta; Gg. Jembatan Merah No.84C, Soropadan, Condongcatur, Kec. Depok, Kabupaten Sleman, Daerah Istimewa Yogyakarta 55283; Telepon: (0274) 550703
Riwayat artikel:
Received: 25 Januari  2024 Accepted: 30 Maret 2024 Published: 2 April  2024

## Keywords:
Hidroponik; IoT; Nilai TDS; AB Mix; Telegram.
Corespondent Email: 17111050@student.mercubuana- yogya.ac.id
Abstrak. Hidroponik adalah salah satu sistem budi daya tanaman tanpa tanah. Hidroponik  menggunakan  larutan  air  sebagai  pengganti  tanah  dan memberikan unsur hara ke air untuk menyalurkan mineral dan nutrisi penting langsung  ke  akar  tanaman  hidroponik.  Kadar  nutrisi  yang  stabil  tepat mempengaruhi pertumbuhan tanaman hidroponik. Dalam era teknologi yang semakin berkembang, Internet of Things (IoT) telah menjadi salah satu solusi untuk  meningkatkan  efisiensi  dan  produktivitas  dalam  berbagai  sektor, termasuk pertanian. Salah satu aplikasi yang dapat diimplementasikan dalam pertanian adalah sistem pemberian nutrisi otomatis pada tanaman hidroponik. Rancangan ini bertujuan untuk mempermudah pengguna untuk memberikan nutrisi  agar  tetap  stabil  dengan  memanfaatkan  teknologi  IoT.  Dengan menghitung nilai Total Dissolved Solids (TDS) atau jumlah zat yang terlarut didalam  air.  Penggunaan  TDS  meter  dapat  mengetahui  unsur  hara  yang terdapat  didalam  air  yang  dapat  digunakan  tanaman  sebagai  nutrisi  untuk berkempang.  Dengan  mendeteksi  nilai  TDS  menggunakan  TDS  meter didalam air yang kurang dari 560 maka akan memicu alat dan memebrikan air unsur hara. Setiap menit sistem akan dipantau dan memberikan notifikasi ke telegram  secara  otomatis.  Perancangan  sistem  ini  menggunakan  metode prototype .
Abstract. Hydroponics  is  a  system  of  cultivating  plants  without  soil. Hydroponics uses a water solution instead of soil and delivers nutrients to the water  to  deliver  essential  minerals  and  nutrients  directly  to  the  roots  of hydroponic  plants.  Stable  nutrient  levels  appropriately  affect  the  growth  of hydroponic plants. In the era of  growing  technology, the Internet  of  Things (IoT) has become one of the solutions to increase efficiency and productivity in  various  sectors,  including  agriculture.  One  application  that  can  be implemented  in  agriculture  is  an  automatic  nutrient  delivery  system  for hydroponic  plants.  This  design  aims  to  make  it  easier  for  users  to  provide nutrients to remain stable by utilizing IoT technology. By calculating the Total Dissolved Solids (TDS) value or the amount of substances dissolved in water. The use of a TDS meter can determine the nutrients contained in water that can be used by plants as nutrients to grow. By detecting the TDS value using a TDS meter in water that is less than 560, it will trigger the device and give water  nutrients.  Every  minute  the  system  will  be  monitored  and  provide notifications to telegrams automatically. The design of this system will using the prototype method.

## 1. PENDAHULUAN
Argikultur  saat  ini  terus  menghadapi tantangan penting dalam memenuhi kebutuhan pangan  di  seluruh  dunia  dan  perkembangan populasi  yang  cepat.  Salah  satu  inovasi  yang menarik perhatian adalah sistem pengembangan hidroponik.
Metode  menanam  hidroponik  lebih  baik daripada  menggunakan  media  tanah.  Hal  ini dikarenakan  pada  sistem  hidroponik,  nutrisi yang  diberikan  mengandung  komposisi  garam organik yang ideal sehingga dapat mengembangkan  akar  dan  organ  vegetatif lainnya. Sumber yang dijadikan acuan menunjukkan  bahwa  penggunaan  AB  mix memberikan  pengaruh  yang  besar  terhadap pertumbuhan tanaman hidroponik [1].
Ketika  pupuk  diberikan  secara  manual,  hal ini  dapat mengakibatkan  ketidakstabilan  unsur hara yang terkandung di dalam air dalam jangka waktu  yang  panjang.  Unsur  hara  yang  tidak stabil  dapat  mengakibatkan  pertumbuhan tanaman yang kurang maksimal.
Pemupukan  pada  tanaman  hidroponik biasanya dapat diukur nilai Total Dissolve Solid (TDS).  TDS  adalah  zat  padat  yang  terlarut dalam larutan bisa berupa zat organik maupun anorganik [2].
Disini  penulis  akan  mencoba  membuat sebuah prototype sistem  otomatis  yang  akan membantu  permasalahan  pemberian  pupuk secara otomatis dengan memanfaatkan IoT.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Selada
Selada ( Lactuca sativa. L ) adalah tanaman sayur  daun  yang  berasal  dari  daerah  yang beriklim sedang yang sudah dibudi dayakan sejak  ribuan  tahun  lalu  [3].  Awalnya  budi daya  selada  bertujuan  untuk  dimanfaatkan sebagai tanaman obat-obatan yang kemudian  dibudi  dayakan  sebagai  bahan makanan  [4].  Selada  mengandung  air,  gula dan berbagai mineral yang dibutuhkan oleh tubuh.
Pada  Tanaman  Selada  membutuhkan  560- 840 ppm untuk dapat tumbuh dengan maksimal [5].

## 2.2 Hidroponik
Hidroponik adalah
cara bertanam
menggunakan  media  air  sebagai  pengganti
tanah [6]. Pada sistem prototype ini digunakan hidroponik Wick  System. Hidroponik Wick System atau  biasa  dikenal  sebagai  sistem sumbu. Sistem ini memanfaatkan sumbu untuk mengalirkan  air  dan  unusur  hara  menuju  akar seperti pada kompor minyak [7].

## 2.3 AB Mix
Larutan  AB  Mix  atau  pupuk  campuran merupakan larutan berbahan dasar bahan kimia yang  diberikan  oleh  substrat,  yang  membantu memberikan  unsur  hara  pada  tanaman  agar dapat tumbuh dengan baik [8].
Didalam  Laruatan  AB  Mix  terdapat Nitrogen, Fosfor, Potasium, Kalsium,
Magnesium,  Sulfur,  Besi,  Tembaga,  Mangan, Zink, Molibdenum, Boron, Klorida, dan Garam yang dibutuhkan oleh tanaman [9].
Pada air yan diberikan larutan AB Mix akan memiliki berbagai mineral didalam air sehingga menghitung  nilai  TDS  akan  menggunakan satuan Parts-Per  Million (ppm)  sehingga memudahkan  untuk  menghitung  kadar  pupuk didalam air.
Larutan  ini  mempunyai  beberapa  manfaat diantaranya meningkatkan kemampuan fotosintesis,  meningkatkan  penyerapan  nutrisi sehingga kokoh [10].

## 2.4 Telegram
Telegram  adalah  aplikasi  bertukar  pesan yang  berfokus  pada  kecepatan  dan  keamanan yang  super  cepat,  sederhana,  dan  gratis. Telegram dapat digunakan di berbagai perangkat  [11].  Salah  satunya  adalah  ponsel yang  akan  digunakan  untuk  menerima  pesan notifikasi  alat  hidroponik  bekerja.  Dengan menghubungkan  sistem  ke  internet  sehingga dapat mengirimkan notifikasi melalui telegram bot.

## 2.5 NodeMCU ESP8266
NodeMCU pada gambar 1 adalah firmware open source berdasarkan bahasa pemrograman LUA  yang  dikembangkan  untuk  chip  wifi ESP8266.  ESP8266  dapat  digunakan  sebagai induk aplikasi atau memindahkan semua fungsi jaringan  Wi-Fi  dari  prosesor  aplikasi  lain melalui solusi jaringan Wi-Fi tersendiri [12] .

## Gambar 1 Mikrokontroler Node MCU ESP8266

## 2.6 Arduino IDE
Untuk  pemograman  NodeMCU  ESP8266, dibutuhkan  perangkat  lunak  yang  bernama Arduino IDE. Perangkat lunak ini bersifat open source yang  dapat  diunduh  di  website  resmi arduino.  Arduino  IDE  menggunakan  bahasa pemograman Arduino yang berasal dari bahasa pemograman  C  dan  C++  [13].  Pada  Arduino IDE  dibutuhkan  beberapa library yang dibutuhkan  untuk  membuat coding seperti CTBot, Avision_ESP8266 dan ArduinoJson.

## 2.7 Sensor TDS Meter
Sensor  TDS  Meter  seperti  gambar  2 berfungsi  untuk  membaca  nilai  ppm  pada  air. Yang  dimana  semakin  tinggi  ppm  air  maka semakin padat unsur hara yang ada didalam air [14].
Sensor  TDS  memiliki  prinsip  kerja  yang sesuai  dengan  sifat  konduktifnya.  Ada  dua elektroda untuk mengukur konduktivitas cairan. Kandungan  partikel  ionik  dan  sifat  elektrolit dalam  cairan  dapat  mempengaruhi  hasil  yang diukur dengan sensor TDS [15].

## Gambar 2 Sensor TDS Meter

## 2.8 Internet Of Things
Internet Of Things atau IoT adalah sebuah konsep yang memungkinkan untuk aplikasi dan jaringan internal berkomunikasi dengan
benda fisik atau ‘ Things ’ menggunakan internet. Benda fisik tersebut dapat dipantau dari jarak jauh jika terhubung dengan internet [16].

## 3. METODE PENELITIAN
Pada prototype sistem  pemberian  nutrisi otomatis  pada  tanaman  hidroponik  selada berbasis IoT ini akan menggunakan pengembangan  sistem  metode prototype . Metode prototype merupakan  sebuah  metode untuk mengumpulkan informasi yang dibutuhkan pengguna secara cepat dan berfokus kepada pengembangannya [17]. Metode prototype dilakukan  agar  pengguna  dapat menggunakan  sistem  dengan  baik  dan  cepat. Adapun  langkah-langkah  untuk  melakukan metode prototype sebagai berikut

## Gambar 3 Metode Prototype

## 3.1 Menganalisa Kebutuhan Pemakaian
Menganalisa  kebutuhan  pemakaian  yang akan  digunakan  dalam prototype sistem pemberian  nutrisi  otomatis  pada  tanaman hidroponik  selada berbasis IoT sehingga dapat disimpulkan  apa  yang  dibutuhkah  untuk melakukan perancangan prototype .

## 3.2 Merancang Prototype
Merancang prototype yang  bertujuan  untuk memberikan  gambaran  tentang  desain  yang akan  digunakan  untuk  rancangan  sistem
pemberian  nutrisi  otomatis  pada  tanaman hidroponik  selada  berbasis  IoT  yang  akan dirancang. Rancangan  bisa  dilihat  pada Gambar 4.

## Gambar 4 Rancangan Prototype

## 3.3   Menguji Prototype
Untuk  memastikan  kinerja  dari  rancangan sistem  pemberian  nutrisi  otomatis  pada tanaman  hidroponik  selada  berbasis  IoT, dilakukan beberapa pengujian. Dengan melakukan pengujian pada  komponen dan alat untuk  memastikan  bahwa  sistem  bekerja dengan  baik  dan  sesuai  dengan  yang diharapkan.

## 3.4 Memperbaiki Prototype
Untuk perbaikan rancangan sistem
pemberian  nutrisi  otomatis  pada  tanaman hidroponik selada berbasis IoT, akan dilakkukan  jika  ditahap  pengujian  ada  yang gagal  beroperasi.  Dengan  tujuan  agar  sistem berfungsi dengan baik.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis Kebutuhan Sistem
Rancangan  Sistem  Pemberian  Nutrisi Otomatis  Pada  Tanaman  Hidroponik  Selada Berbasis  IoT  adalah  rancangan  sistem  yang dimana  pengguna  dapat  memberikan  nutrisi pada tanaman hidroponik selada yang terhubung  ke  internet.  Rancangan  sistem  ini menggunakan  beberapa  perangkat  keras  dan perangkat lunak.
Berikut  adalah  beberapa  perangkat  yang diperlukan  untuk  membangun  Rancangan
Sistem  Pemberian  Nutrisi  Otomatis  Pada Tanaman Hidroponik Selada IoT :
Tabel 1 Perangkat Keras No  Perangkat Keterangan 1 NodeMCU ESP8266  V3 ch340 Lua 2 TDS Meter KS0429 keyestudio TDS Meter V1.0 3 Breadboard 85x55mm 4 Wadah Baterai 3.3V 5 Relay 2 Channel 3V 6 Micro USB 30Cm 7 Pompa Air Celup 3-5V DC 8 Kabel Jumper Male to Male 9 Laptop Amd Ryzen 5500, OS Windows 11 10 Smartphone OS Android V11,  Dolphin v7.6.0.

## Tabel 2 Perangkat Lunak
No  Perangkat Keterangan 1 Arduino IDE V2.2.2 2 Telegram V10.3.2 3 Dia Diagram V0.97.2

## 4.2 Perancangan Sistem
Tahapan awal untuk merancang sebuah sistem adalah membuat sebuah  desain dari rangkaian  perangkat  keras  dan  perangkat lunak yang akan dibangun. Prototype sistem pemberian  nutrisi  otomatis  pada  tanaman hidroponik selada dengan wick system berbasis IoT memerlukan sumber daya listrik yang akan digunakan  untuk  mengaktifkan  NodeMCU ESP8266  dan  pompa  yang  akan  terhubung dengan relay agar pompa dapat bekerja. Sumber listrik  yang  dialirkan  ke  NodeMCU  ESP8266 akan  terhubung  TDS  Meter.  Sehingga  Sistem akan dapat membaca nilai TDS didalam air dan memberi  perintah  ke  pompa  untuk  diaktifkan jika nilai TDS didalam air kurang dari 560ppm. Berikut  adalah  diagram  blok  rangkaian  sistem yang akan dibangun.

## Gambar 5 Diagram blok rangkaian sistem
Pada  Gambar  5,  Rangkaian  ini  juga  butuh koneksi  internet  mengunakan  wifi  agar  bisa mengirim  notifikasi  ke  aplikasi  telegram apakah  alatnya  dapat  berfungsi  dangan  baik atau  tidak.  Penggunaan  wifi  disini  penulis menggunakan hotspot dari smartphone.

## Gambar 6 Rangkaian Sistem
Gambar  6  merupakan  hasil  dari  rangkaian sistem  yang  telah  rancang  menggunakan perangkat  keras  yang  dibutuhkan.  Adapun perangkat  pendukung  untuk  rangkaian  sistem sebagai berikut  :
1. Toples  Sebagai  Waduh  penampungan larutan AB Mix
2. Rak sebagai tempat peletakan rangkaian.
3. Kaleng  bekas  sebgai  tempat  wadah rangkaian

## Gambar 7 Flowchart rancangan sistem
Gambar  7  merupakan  flowchart  untuk Prototype sistem  pemberian  nutrisi  otomatis pada  tanaman  hidroponik  selada  dengan wick system berbasis  IoT.  Pada  tahap awal,  dimulai dengan  inisialisasi  Sensor  TDS  Meter.  Disini akan  mendeteksi  apakah  semua  alat  bekerja dengan  baik  atau  tidak.  Sensor  TDS  Meter membaca  nilai  TDS  didalam  air.  Jika  kondisi nilai  TDS  didalam  air  kurang  dari  560  ppm, maka  pompa  akan  menyala  secara  otomatis selama  1.5  detik  ke  dalam  baki  air  dan  akan mengirimkan  pesan  notifikasi  ke  telegram bahwa pompa air telah hidup.
4.3 Menguji Sensor TDS Meter
Pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui apakah  TDS  Meter  bekerja  dengan  baik membaca nilai TDS.

## Tabel 3 Hasil Sensor TDS
No TDS Meter 1 178 2 283 3 410
4 507 5 590 6 618
7 620
8 620
Berdasarkan  Tabel  3  diatas  bahwa  Sensor TDS  meter  bekerja  dengan  sangat  baik  dan hanya  mampu  membaca  hingga  620ppm. Sehingga  sangat  cocok  untuk  selada  yang memerlukan nutrisi minimal 560ppm

## 4.4 Menguji Pompa AB Mix
Pengujian ini bertujuan untuk melihat apakah pompa bekerja pada nilai TDS dibawah 560ppm.

## Tabel 4 Hasil Pengujian Pompa
No Nilai TDS
Hasil
1 178 Pompa Aktif 2 283 Pompa Aktif 3 410 Pompa Aktif 4 507 Pompa Aktif 5 590 Pompa Tidak Aktif 6 618 Pompa Tidak Aktif 7 620 Pompa Tidak Aktif 8 510 Pompa Aktif 9 396 Pompa Aktif 10 251 Pompa Aktif
Berdasarkan  Tabel  4,  pengujian  pompa berhasil dilakukan. Pompa akan aktif jika nilai TDS dibawah 560 ppm

## 4.5 Menguji Telegram
Pengujain  ini  bertujuan  untuk  mengetahui apakah notifikasi nilai TDS dan Pompa aktif ke telegram.

## Gambar 8 Output pada Arduino IDE
Pada  gambar  8  terlihat Output dari  Arduino IDE  memperlihatkan  aktivitas  pompa  1  dan  2 serta nilai TDS yang akan dikirim ke telegram.

## Gambar 9 Notifikasi Ketika Pompa Aktif

## Tabel 5 Notifikasi Telegram
NO  Nilai TDS POMPA Notifikasi Telegram 1 2 1 178 on off 1, 2 off on 3,4,5 2 283 on off 1, 2 off on 3,4,5 3 410 on off 1, 2 off on 3,4,5 4 507 on off 1, 2 off on 3,4,5
5 590 off off - off off 5 6 618 off off - off off 5 7 620 off off - off off 5 8 510 on off 1, 2 off on 3,4,5 9 396 on off 1, 2 off on 3,4,5 10 251 on off 1, 2 off on 3,4,5 Keterangan 1 = Pompa 1 aktif selama 1.5 detik 2 = Pompa 1 dimatikan
3 = Pompa 2 aktif selama 1.5 detik
4 = Pompa 2 dimatikan
5 = Nilai TDS
Pada gambar 9 dan tabel 5 Pengujian pada pompa  ketika  nilai  TDS  berada  dibawah  dan diatas  560ppm.  Terlihat  bahwa  pada  nilai dibawah  560  notifikasi  pompa  menyala  dan ketika diatas 560 hanya memberikan notifikasi nilai ppm.

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian Prototype Sistem  Pemberian  Nutrisi  Otomatis  Pada
Tanaman  Hidroponik  Selada  Dengan  Wick System  Berbasis  IoT  dapat  disimpulkan bahwa :
1. Sistem ini dirancang untuk meberi nutrisi yang berupa larutan AB Mix kepada  air  tanaman  hidroponik selada secara otomatis.
2. Untuk  tanaman  selada  dibutuhkan sekitar 560-840  ppm  agar  tumbuh optimal.
3. Rangkaian  sistem  semua  berjalan dengan  baik.  Dari  pembacaan  nilai TDS, Pompa bekerja sesuai keinginan hingga  notifikasi  yang  terkirim  ke telgram dapat diterima dengan baik.
4. TDS  Meter  hanya  mampu  membaca hingga  620ppm.  Sehingga  hanya tanaman  yang  membutuhkan  nilai TDS  dibawah  620ppm  yang  bisa digunakan untuk prototype ini.
5. Jika ingin membuat sistem untuk jenis tanaman  yang  membutuhkan  nilai TDS  yang  tinggi  atau  hidroponik
skala  yang  lebih  besar,  gunakanlah peralatan yang lebih bagus.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada pihak-pihak  terkait  yang  telah  memberi dukungan  terhadap  penelitian  ini.  Terutama kepada  Tuhan  YME  yang  telah  memberi penulis  kesehatan  agar  bisa  menyelesaikan penelitian ini. Tak lupa untuk kedua orang tua penulis yang sudah banyak membantu. Penulis juga  mengucapkan  terima  kasih  kepada  bapak Imam Suharjo, S.T., M.Eng., MCF. yang telah banyak  membantu  dan  membimbing  penulis untuk menyelseaikan penelitian ini.

## D AFTAR PUSTAKA
[1]   S.  H.  Arven,  S.  A.  Farma  and  R.  Fevria, “Review:  Perbandingan  Tanaman  Yang Dibudidayakan  Secara  Hidroponik  Dan  Non Hidroponik,” Prosiding  SEMNAS  BIO, vol.
01, no. 70, pp. 574-578, 2021.
[2]   Untari,  “Analisis  Nilai  Tds  (Total  Disolve Solid)  Pada  Air  Sumur  Kota  Dan  Kabupaten Sorong Sebagai Gambaran Kualitas Airsumur Bor,” Analit:  Analytical  and  Environmental
Chemistry, vol. 7, no. 2, pp. 115-121, 2022.
[3]   A.  Dewi,  N.  Lubis  and  S.  M.  B.  Sitepu, Budidaya Selada Organik Ramah Lingkungan, Medan: Tahta Media Group, 2022.
[4]   H.  Zulkarnain,  Budidaya  Sayuran  Tropis, Jakarta: Bumi Aksara, 2013.
[5]   Y.  Melfia,  Hidroponik  di  Rumah  Tangga, Jakarta: Bumi Aksara, 2023.
[6]   S. Istiqomah, Menanam Hidropinik, Bandung: Azka Mulia Media, 2007.
[7]   T. D. Putera, Hidroponik Wick System: Cara Paling Praktis, Pasti Panen, Jakarta: AgroMedia, 2015.
[8]   S.  A.  Pohan  and  Oktoyournal,  “Pengaruh Konsentrasi  Nutrisi  A-B  Mix  Terhadap Pertumbuhan Caisim Secara Hidroponik (Drip System),” Jurnal Ilmiah Politeknik Pertanian Negeri Payakumbuh, vol. 18, no. 1, pp. 20-32, 2019.
[9]   S.  Evy  et  al.  Hidroponik  Praktis,  Depok: Trubus Swadaya, 2015.
[10]  N.  Kaleka,  Budidaya  Sayuran  Organik  Di Pekarangan, Bantul: Pustaka Baru, 2020.
[11]  Telegram,  “Telegram  FAQ,”  Telegram, [Online]. Available: https://telegram.org/faq.
[12]  Y.  S.  Parihar,  “Internet  of  Things  and Nodemcu  A  review  of  use  of  Nodemcu ESP8266  in  IoT  products,” Journal  of Emerging  Technologies and  Innovative Research, vol. 6, no. 6, pp. 1085-1088, 2019.
[13]  A.  Kadir,  Arduino  &  Sensor,  Yogyakarta: ANDI, 2018.
[14]  G.  H.  Indrajaya,  M.  Ramdhani  and  M.  A. Murti,  “Rancang  Bangun  Total  Dissolve Solids (TDS) Meter Pada Tanaman Aeroponik Berbasis Internet of Things (IoT),” eProceedings of Engineering, vol. 6, no. 3, pp.
10105-10111, 2019.
[15]  R. P. Wirman, I. Wardhana and V. A. Isnain, “Kajian Tingkat Akurasi Sensor pada Rancang Bangun  Alat  Ukur  Total  Dissolved  Solids (TDS)  dan  Tingkat  Kekeruhan  Air,” Jurnal
Fisika, vol. 9, no. 1, pp. 37-46, 2019.
[16]  R. Kamal, INTERNET OF THINGS Architecture and Design Principles, Chennai: McGraw Hill Education, 2017.
[17]  T.  Pricillia  and  Zulfachmi,  “Survey  Paper: Perbandingan Metode
Pengembangan Perangkat Lunak(Waterfall, Prototype,
RAD),” Bangkit Indonesia, vol. 10, no. 1, pp. 6-12, 2021.